土壤环境中管线钢硫酸盐还原菌腐蚀

腐蚀是世界各国共同面临的问题之一,每年因腐蚀造成的经济损失占全国GDP的3%~5%,其中土壤腐蚀约占总腐蚀的20%。金属的土壤腐蚀是一种自发的冶金逆过程,它不仅会导致埋地金属构筑物腐蚀破坏,还会引发管线泄漏、燃烧和爆炸等事故,给社会带来巨大的经济损失和社会危害。微生物腐蚀是埋地管线钢腐蚀的重要腐蚀类型之一,其中以硫酸盐还原菌引起的腐蚀最为严重。从环境因素、材料因素和微生物因素三个方面,对土壤环境中管线钢硫酸盐还原菌腐蚀进行了简要概述。埋地管线钢微生物腐蚀研究最多的是环境因素的影响,包括土壤类型、土壤含水量、土壤阴离子、化肥、农药、土壤宏电池和剥离涂层。材料因素的研究多集中在阴极保护、外加应力和杂散电流等因素的影响。相比前两种影响因素,微生物因素最为复杂,也是研究最少的一个方面。微生物因素的研究是一个全新的研究领域,包括膜内生物酶的影响以及膜内电子传递等。今后一段时间,埋地管线钢微生物腐蚀仍以环境和材料因素等多因素的耦合作用为主要研究方向。     

红壤浸出液中X100管线钢微生物腐蚀特征

采用开路电位、线性极化曲线和阻抗谱等电化学手段,结合扫描电子显微镜研究了酸性红壤浸出液中硫酸盐还原菌对X100管线钢腐蚀的影响。研究结果如下:实验初期硫酸盐还原菌的存在降低了管线钢的自腐蚀电位,增加了管线钢腐蚀敏感性,促进了X100管线钢的腐蚀;实验中后期硫酸盐还原菌的生理活动改变了溶液中和X100管线钢表面的化学、电化学状态,抑制了腐蚀;硫酸盐还原菌的生理活动升高了酸性土壤浸出液的pH值,改变了X100管线钢表面膜层的结构,结合层出现了韦伯扩散,阻碍了腐蚀产物的扩散。     

酸性土壤浸出液中X80钢微生物腐蚀研究:(Ⅰ)电化学分析

利用微生物和电化学方法研究了X80管线钢在一种酸性土壤浸出液中的硫酸盐还原菌(SRB)腐蚀电化学特征。结果表明,刚接种到酸性土壤浸出液中的SRB需要重新适应环境,该过程导致细菌数量大幅降低;接菌土壤浸出液中管线钢的开路电位低于灭菌土壤浸出液中的;实验前期活性生物膜对管线钢腐蚀起抑制作用,后期微生物代谢产物促进管线钢的腐蚀;SRB活动改变了金属/溶液的电介质性质,是实验后期促进管线钢腐蚀的重要原因。     

污染土壤中的微生物对碳钢腐蚀行为的影响

利用极化曲线、电化学交流阻抗测试、扫描电子显微分析和表面能谱分析等方法,研究了污染土壤中微生物对碳钢腐蚀的影响.研究表明,由于硫酸盐还原菌的存在,碳钢试样在未经灭菌的污染土壤中的腐蚀速度远远大于灭菌后污染土壤中的.表面能谱分析指出,在未经灭菌的土壤中碳钢腐蚀产物中含有少量S,说明硫酸盐还原菌参与了腐蚀过程.     

微生物腐蚀中生物膜的生成、作用与演变

自然界中,微生物常常附着在材料表面形成生物膜,影响金属表面的电化学过程,从而诱发微生物腐蚀。生物膜与微生物腐蚀的发生密切相关,其结构组成、成膜过程对金属的腐蚀反应类型与速率有着很大的影响。由于微生物活动的复杂性以及缺乏生物膜与金属界面之间交互作用的深刻认识,微生物腐蚀的发生和发展机制尚不清晰。基于此,从生物膜的角度阐述了金属微生物腐蚀的作用机制。介绍了易引起材料腐蚀的常见菌种,如硫酸盐还原菌、硫氧化菌、铁氧化菌、硝酸盐还原菌及其他腐蚀菌,并对它们的腐蚀机理进行了概述。综合论述了生物膜的特征、生成步骤,以及它是如何随时间和外部环境进行动态演变的。着重讨论了影响生物膜生成和发展的因素,包括材料因素以及环境因素,如温度、溶解氧、pH值、Cl~-、Fe~(2+)、水体流速、营养介质、磁场。最后,针对外界影响因素的复杂性,阐述了生物膜研究过程中存在的问题,同时对模拟生物环境过程中合理设计实验方案的重要性进行了展望。     

微生物腐蚀及防腐技术的研究现状

本文概括介绍了造成微生物腐蚀的常见菌种,如硫酸盐还原菌、铁细菌、产酸菌等,其中主要介绍了硫酸盐还原菌的腐蚀机理。针对微生物腐蚀,目前国内外的防腐技术分为物理方法、化学方法和生物方法,文章对主要的防腐技术进行了介绍。     

硫酸盐还原菌腐蚀影响因素及防腐技术的研究进展

微生物对金属材料的腐蚀现象广泛存在于土壤、空气、海洋和油田等环境下,其中硫酸盐还原菌是最重要的一种腐蚀微生物,因此对金属材料硫酸盐还原菌腐蚀现象的深入研究有着重要意义。简单介绍了硫酸盐还原菌的生理特征和腐蚀机理。重点阐述了硫酸盐还原菌对金属材料腐蚀过程的影响因素,包括材料因素(合金的成分、成分含量、组织结构等)、环境因素(Cl-、Fe2+、磁场、温度等)及其他因素(p H、含氧量、CO2、流速等)。详细综述了控制微生物腐蚀的3种方法(物理方法、化学方法和生物方法)及其防腐机理,为防腐蚀工艺提供理论基础,并认为生物技术防腐方式具有较好的发展前景。最后,总结了目前微生物腐蚀研究存在的一些问题,并提出环境因素和力学因素共同作用下的微生物腐蚀机理是未来腐蚀研究发展方向的核心。     

微生物生物膜下的钢铁材料腐蚀研究进展

综述了近年来有关SRB引起的钢铁腐蚀研究进展,分析了SRB生物膜的形成机制,介绍了传统SRB腐蚀机理、生物催化硫酸盐还原阴极反应腐蚀机理,以及SRB诱导生物矿化作用形成的沉淀垢膜下的碳钢腐蚀研究现状,着重介绍了生物能量学和生物电化学在推动SRB导致的微生物腐蚀机理研究中的重要作用,并在此基础上介绍了目前最新的对生物膜下SRB的控制技术和方法,为SRB腐蚀及控制提供参考。     

硫酸盐还原菌对金属的腐蚀作用及其防治

1 硫酸盐还原菌的致腐蚀机理硫酸盐还原菌(Sulfate-ReducingBacteria,简称SRB)是一类以有机物为养料的厌氧性细菌,广泛存在于土壤、海水、河水、地下管道、油气井等处,是主要的环境污染生物指标之一.二十年代初期,May和Bengough就认为,SRB所产生的H_2S对金属的腐蚀起重要的作用.关于它的致腐蚀机理,有如下几点:(1)氢化酶阴极去极化理论.这种理论认为SRB含有一种氢化酶,使它能利用在阳极区产生的氢将硫酸盐还原成H_2S,因此在厌氧电化学腐蚀过程中,它可起到一种阴极去极化剂的作用,从而加速金属的腐蚀.(2)细菌代谢产物去极化理论.这种理论又     

富Fe红壤中管线钢的硫酸盐还原菌腐蚀行为

采用电化学阻抗谱(EIS)、极化扫描和循环伏安(CV)等电化学技术,结合SEM表面形貌分析技术,研究高强度低合金X80管线钢在富Fe酸性红壤环境中的硫酸盐还原菌(SRB)腐蚀行为及电化学过程。结果表明,酸性红壤环境中,环境适应期(前7 d)SRB对腐蚀电化学过程没有明显影响;SRB生长期的呼吸代谢活动导致X80钢的自然腐蚀电位降低,显著促进了管线钢的腐蚀过程;SRB通过胞外铁呼吸可与红壤颗粒表层FeOOH/Fe_2O_3等铁氧化物发生作用,引起FeOOH/Fe_2O_3的微生物异化还原,该过程中,SRB作为电子传输媒介,参与Fe和氧化铁间的电子转移,该机制是SRB促进局部腐蚀电化学过程的主要原因。提出了SRB促进红壤中管线钢微生物腐蚀(MIC)与胞外铁呼吸机制之间的联系。     

油气管道SRB腐蚀研究新进展

由硫酸盐还原菌(SRB)引发的腐蚀是造成管道材料破坏和失效的重要原因,研究微生物腐蚀机制和防控措施具有重要的科学意义和经济价值.首先通过介绍国内外油气管道微生物腐蚀的失效案例,说明SRB对油气管道破坏的严重性.接着介绍了管道表面微生物膜的微观形成过程和结构特点,梳理了微生物膜作用下管材发生局部腐蚀的机理,主要对当前较为流行的微生物电化学腐蚀(EMIC)理论和管道微生物腐蚀预测模型做了深入探讨.综合考虑管道运行实际工况,结合模拟试验结果,进一步阐述了管线钢即使处于正常阴极保护条件下,由于受SRB生命代谢活动的影响,管道表面Fe中的电子通过细菌的新陈代谢作用直接获取,从而导致管材依然发生局部腐蚀甚至更为严重.而焊缝及其附近热影响区是管道发生腐蚀穿孔的薄弱区.最后全面总结了油气管道工业中抗SRB腐蚀防护前沿的理念和方法,分析了当前各种防护技术在实际应用中的不足,对微生物腐蚀如何更有效地防治提供了富有价值的参考,为管道工程SRB腐蚀防护技术的未来发展指明了方向.     

X70管线钢在硫酸盐还原菌作用下的应力腐蚀开裂行为

目的油气管输中X70钢的应力腐蚀开裂问题日趋严重,而且土壤环境中微生物腐蚀现象备受关注,因此拟通过实验室模拟土壤环境下X70管线钢的腐蚀,获得高强度管线钢在硫酸盐还原菌作用下的应力腐蚀开裂规律。方法采用自制的应力电化学测试装置,通过慢应变速率拉伸试验(SSRT)对材料的应力腐蚀敏感性进行分析,利用交流阻抗以及扫描电镜(SEM)对断口形貌以及生物膜的成分进行研究。结果当应变速率为5×10~(-7)s~(-1)时,无菌模拟溶液中试样的应力腐蚀敏感性远大于含SRB模拟溶液中试样的应力腐蚀敏感性,SRB的存在对X70管线钢应力腐蚀起到很大程度的促进作用。当应变速率为1×10~(-6)s~(-1)时,SRB对于X70管线钢应力腐蚀敏感性的影响较小,断裂主要由力学因素主导,SRB起辅助作用。结论 X70管线钢在沈阳土壤模拟溶液中具有一定的应力腐蚀敏感性。SRB对于X70管线钢在沈阳土壤模拟溶液中的应力腐蚀起到一定程度的促进作用。     

含硫酸盐还原菌土壤中阴极保护对Q235钢腐蚀的影响

利用交流阻抗测试技术、扫描电镜及表面能谱、微生物分析等方法，研究了阴极保护对土壤中Q235钢硫酸盐还原菌腐蚀的影响.30天的实验结果表明，在相同的阴极极化电位下，有菌土壤中Q235钢所需要的阴极极化电流密度均大于灭菌土壤，有菌土壤中Q235钢的平均腐蚀速率均大于灭菌土壤.随着阴极极化电位负移的增大，有菌及灭菌土壤中Q235钢试件周围土壤逐渐呈碱性，有菌土壤中Q235钢试件周围土壤中硫酸盐还原菌数量逐渐减少，当阴极极化电位为-1050 mV时，Q235钢试件周围土壤中硫酸盐还原菌仍能够存活.     

高岭土模拟土壤中硫酸盐还原菌对Q235钢初期腐蚀的影响

本实验用高岭土作为模拟土壤介质,通过往高岭土中加灭菌培养基、有菌培养基进行对比实验,研究了Q235钢在这两种条件情况下的初期腐蚀情况。实验结果表明:埋样1h～6h时,硫酸盐还原菌(SRB)对Q235钢的腐蚀过程没有明显的促进作用。埋样24h时,SRB的存在对Q235钢的腐蚀起到了促进作用。另外,埋样24h时,高岭土 灭菌培养基中的Q235钢腐蚀形貌表现为局部腐蚀;高岭土 接菌培养基中的Q235钢表面部分区域生成了均匀、疏松的生物膜。     

剥离涂层下管线钢腐蚀研究进展

综述了在有阴极保护的条件时剥离涂层下缝隙内电位电流的分布和化学环境的变化、阴极保护防止缝隙腐蚀的机理、微生物腐蚀的机理以及前人提出的关于剥离涂层下微生物腐蚀与阴极保护相互作用的规律，并展望了对于解决剥离涂层下微生物腐蚀难题需进一步的实验研究.     

Localised corrosion of cathodically protected pipeline steel under the effects of cyclic potential transients

Cathodic protection (CP) may lose its effectiveness for protecting buried steel pipeline from soil corrosion due to the effects of potential excursions caused by stray currents. In this work, dynamic localised corrosion processes of buried steel due to the effects of cyclic potential transients have been visualised using an electrochemically integrated multi-electrode array, often referred to as the wire beam electrode (WBE). The focus has been on the understanding of the effect of cathodic transients. The WBE maps suggest that the amplitude of cathodic transient, as well as the ratio of anodic cyclic to cathodic cyclic, can significantly affect the corrosion rates and patterns. In particular, if the cathodic transient leads to a very negative potential, e.g. ?1350?mV_vs.CSE, rapid corrosion would occur on buried steel surface. These results have implications for CP parameter selection for preventing stray current-affected buried steel pipelines.     

海洋环境硫酸盐还原菌对金属材料腐蚀机理的研究进展

硫酸盐还原菌(SRB)是一类广泛存在于自然环境中可以利用硫酸盐类物质作为呼吸代谢电子受体的厌氧类微生物,是造成金属腐蚀破坏和设备故障的主要原因之一,已经成为一个重要的研究课题。由于微生物活动的复杂性,生物膜内SRB与金属表面的相互作用缺乏深入的研究,其诱导腐蚀机理和腐蚀过程尚不清楚,难以进行有效的腐蚀预测。基于此,本文从SRB生物膜的呼吸代谢角度介绍了其诱导金属腐蚀的研究进展。介绍了SRB的生态特征和厌氧呼吸过程,重点综述了SRB腐蚀机理,包括阴极去极化、代谢产物腐蚀、浓差电池作用和胞外电子传递等理论,最后简要介绍了微生物腐蚀(MIC)研究的方法与技术手段。     

Effects of SRB on cathodic protection of Q235 steel in soils

The effects of sulfate reducing bacteria (SRB) on cathodic protection (CP) of the Q235 steel in the soils have been studied by bacterial analyses, electrochemical impedance spectroscopy (EIS), scanning electron microscopy (SEM) and energy‐dispersive X‐ray analysis (EDX). The results showed that the pH value of the soil around the steel gradually increased, the number of SRB and the corrosion rate of the steel decreased, and the CP efficiency increased with the increasing of applied cathodic potential. At the cathodic polarization potential of ?1050 mV, SRB still survived in the soils. At the same potential, the CP efficiency in the soil without SRB was higher than that with SRB, and the corrosion rate of the steel in the soil with SRB was much higher than that without SRB. The cathodic current density applied for the steel in the soil with SRB was bigger than that without SRB at the same cathodic potential.     

浅谈埋地钢质管道阴极保护对熔结环氧粉末涂层的影响

阴极保护和防腐层的联合应用是埋地钢质管道防腐蚀普遍采用的技术，已在国内数万公里管道上应用，取得了显著效果。文章介绍了阴极保护的参数，通过对实例研究分析，着重阐述了阴极保护对熔结环氧粉末涂层的影响。